Исследователи обнаружили, что вода на комете 67P/Чурюмова–Герасименко имеет молекулярный состав, сходный с водой в океанах Земли. Вопреки некоторым недавним результатам, это открытие вновь подтверждает предположение о том, что кометы семейства Юпитера, такие как 67P, могли способствовать доставке воды на Землю.
Вода была необходима для формирования и процветания жизни на Земле и остается центральной для земной жизни сегодня. Хотя некоторое количество воды, вероятно, содержалось в газе и пыли, из которых наша планета образовалась около 4,6 миллиардов лет назад, большая часть воды испарилась, поскольку Земля формировалась под воздействием интенсивного солнечного тепла. Как Земля в конечном итоге стала богата жидкой водой, остается предметом споров ученых.
Исследования показали, что часть воды на Земле образовалась из паров, выбрасываемых вулканами; этот пар конденсировался и выпадал дождем на океаны. Но ученые нашли доказательства того, что значительная часть наших океанов образовалась из льда и минералов на астероидах и, возможно, кометах, которые врезались в Землю. Волна столкновений комет и астероидов с внутренними планетами Солнечной системы 4 миллиарда лет назад сделала бы это возможным.
Хотя доказательства, связывающие воду астероидов с земной, убедительны, роль комет озадачила ученых. Несколько измерений комет семейства Юпитерианских, которые содержат примитивный материал из ранней Солнечной системы и, как полагают, сформировались за пределами орбиты Сатурна, показали сильную связь между их водой и земной. Эта связь была основана на ключевой молекулярной сигнатуре, которую ученые используют, чтобы проследить происхождение воды во всей Солнечной системе.
Этот признак представляет собой соотношение дейтерия (D) и обычного водорода (H) в воде любого объекта, и он дает ученым ключ к пониманию того, где этот объект образовался. Дейтерий — редкий, более тяжелый тип (или изотоп) водорода. По сравнению с земной водой, это соотношение водорода в кометах и астероидах может показать, есть ли между ними связь.
Поскольку вода, содержащая дейтерий, с большей вероятностью образуется в холодных условиях, концентрация изотопа выше на объектах, которые образовались вдали от Солнца, таких как кометы, чем на объектах, которые сформировались ближе к Солнцу, таких как астероиды.
Измерения содержания дейтерия в водяном паре нескольких других комет семейства юпитерианских, проведенные в течение последних двух десятилетий, показали, что его содержание в воде на Земле аналогично.
"Это действительно начинало походить на то, что эти кометы сыграли важную роль в доставке воды на Землю", - сказала Кэтлин Мандт, планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Мандт руководил исследованием, опубликованным в журнале Science Advances 13 ноября, в котором пересматривается содержание дейтерия в 67P.
Но в 2014 году миссия ЕКА (Европейского космического агентства) "Розетта" к 67P опровергла идею о том, что кометы семейства Юпитерианских помогли заполнить земные запасы воды. Ученые, проанализировавшие измерения воды, сделанные с "Розетты", обнаружили самую высокую концентрацию дейтерия среди всех комет, и примерно в три раза больше дейтерия, чем содержится в океанах Земли, где на каждые 6420 атомов водорода приходится примерно 1 атом дейтерия.
"Это было большим сюрпризом и заставило нас все переосмыслить", - сказал Мандт.
Команда Мандта решила использовать усовершенствованный метод статистических вычислений для автоматизации трудоемкого процесса выделения воды, богатой дейтерием, в ходе более чем 16 000 измерений с помощью Rosetta. Rosetta провела эти измерения в "коме" газа и пыли, окружающей 67P. Команда Мандта, в которую входили ученые "Розетты", была первой, кто проанализировал все данные европейской миссии по измерению уровня воды, охватывающие всю миссию.
